JPH0521176A

JPH0521176A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0521176A
Application number: JP3166915A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Higuma; 利康樋熊; Hiroyoshi Yamazaki; 広義山崎; Satoshi Nagai; 敏永井; Hiroyasu Shiichi; 広康私市
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2947303B2

Abstract

(57)【要約】【目的】放電灯個々のばらつきや経年変化、あるいは
内部状態によるランプ特性に影響を受けないで安定した
光量の制御ができる放電灯点灯装置を得る。【構成】光検出器７により放電灯５の光量を検出し、
その値に基づいて放電灯５に供給する電力を制御して放
電灯５の点灯制御を行う。【効果】放電灯個々のばらつきによらない安定で常に
確実な放電灯の点灯制御がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は放電灯の発光量の制御
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば特開平２−２１５０９０
号公報に記載された従来の放電灯点灯装置を示す構成図
である。図７において１はエネルギー供給源となる電
源、２は全波整流器などの電力変換器、３はこの電力変
換器２からの電力を所定周波数の交流電力に変換するイ
ンバータ回路、４はこのインバータ回路３に接続された
チョークコイルＬとコンデンサＣ1，Ｃ2との直列共振回
路、５は放電灯である。

【０００３】また６は制御手段であり、インバータ回路
３を制御する信号Ｓ1を出力する。なおコンデンサＣ1と
Ｃ2の直列回路は、放電灯５の端子電圧を電圧値Ｖcとし
て検出するためのものであり、また、放電灯５に直列に
接続された抵抗Ｒは、放電灯５を流れる放電電流を電圧
値ＶRとして検出するためのものである。

【０００４】図８は図７に示した従来の放電灯点灯装置
の動作課程を示すフローチャートであり、以下、図８を
用いて動作を説明する。放電灯の点滅を操作するライト
スイッチ（図示せず）がＯＮにされると、まず制御手段
６は信号Ｓ1の周波数を１００ｋＨｚに設定する（ステ
ップ８０１）。それによってインバータ回路３は１００
ｋＨｚの交流電力を発生し、それをＬＣ直列共振回路４
に印加することにより、放電灯５の両端には１０ｋＶ程
度の高電圧が印加される。

【０００５】次に、制御手段６は、コンデンサＣ1とＣ2
の接続点の電圧値Ｖc、または抵抗Ｒの電圧値ＶRから、放
電灯５で絶縁破壊が生じたか否かを判定する（ステップ
８０２）。なお、Ｖcの値は、放電灯５の封入ガスが絶
縁状態である場合は高い値を示し、絶縁が破壊されると
低い値になり、ＶRの値は絶縁中は０で、絶縁破壊後は
大きくなるから、ＶcまたはＶRの値を所定値Ｖsと比較
することによって絶縁破壊が生じたか否かを判別するこ
とができる。

【０００６】次に、絶縁破壊が生じた場合には、信号Ｓ
1の周波数を低い値の初期値、例えば４ｋＨｚに設定す
る（ステップ８０３）。図７に示すごときＬＣ直列共振
回路４においては、ＬＣ直列共振回路４に印加する電圧
を一定にしておいても、その周波数を変化させると、放
電灯に流れる放電電流が変化する。すなわち周波数が高
くなるとＬ分によって電流は減少し、周波数が低くなる
と電流は増加する。したがって、信号S1の周波数を低い４
ｋＨzに設定すれば、放電電流を大きな値にすることが
できる。

【０００７】次に、１００ｍＳが経過したか否かを判定
し（ステップ８０４）、１００ｍＳ経過すると信号Ｓ１
の周波数を５０Ｈｚづつ増加させる（ステップ８０
５）。次に、信号Ｓ１の周波数が６ｋＨｚに達したか否
かを判定（ステップ８０６）し、６ｋＨｚに達するまで
はステップ８０４、８０５を繰り返して１００ｍＳ毎に
５０Ｈｚづつ増加させる。また６ｋＨｚに達すると１０
０ｍＳ毎に加算する周波数を１００Ｈｚにする（ステッ
プ８０７、８０８）。そして信号Ｓ1の周波数が１０ｋ
Ｈｚに達すると、その値に固定する（ステップ８０
９）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電灯点灯装置
は放電灯への電力供給パターンが１つに固定されている
ために、次のような問題点があった。１．放電灯のばら
つき、経年変化により個々の放電灯毎に発光効率などの
特性は異なるので、光の立ち上がり特性は放電灯毎にま
ちまちとなる。２．放電灯の内部状態によっては必要以
上の電力が供給されてしまい光出力が大きくオーバシュ
ートする。３．電圧により間接的に発光現象を捉えてい
るために、誤認識する可能性があり、安定な放電灯の始
動が実現できない。このような問題点は例えば車両の前
照灯など、高安定度や高信頼性が要求される部分への搭
載を困難にしていた。

【０００９】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、確実な始動の検出と、放電灯のばらつ
きや、経年変化、あるいはランプの状態によらず、規定
光量へのすばやい制御が可能となり、放電灯の安定な点
灯制御が可能な放電灯点灯装置を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放電灯点
灯装置は、放電灯の発光量を検出する光検出手段の検出
量に基づいて、放電灯に電力を供給する電力供給手段の
供給電力を制御する制御手段を備えたものである。

【００１１】また光検出手段を、比視感度に近似した分
光感度特性を有するもので構成したものである。

【００１２】

【作用】この発明に係る放電灯点灯装置においては、放
電灯の直接の出力量である光が光検出手段により検出さ
れ、これに基づいて制御手段により放電灯への電力が制
御され、光出力の確実な制御がなされる。

【００１３】また比視感度に近似した分光感度特性を有
する光検出手段により検出された値に基づいて放電灯へ
の電力が制御され、人間の感覚に近い制御がなされる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。実施例１．図１において、１はエネルギーの供給源とな
る直流電源、２はこの直流電源１より供給される直流電
圧を所定の電圧に昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータなどの
電力変換器、３はこの電力変換器２から得られる直流電
力を所定周波数の交流電力に変換するインバータ回路、
４はチョークコイルＬとコンデンサＣとで構成された直
列共振回路であり、これらにより電力供給手段が構成さ
れている。５は放電灯であり直列共振回路４のコンデン
サＣの両端に接続される。

【００１５】６は制御手段であり専用のアナログもしく
はディジタル回路、あるいはマイクロコンピュータ等で
構成され、インバータ３を駆動する信号を出力する。７
は放電灯５の光出力量を計測するためのフォトダイオー
ドなどの光検出器７であり、制御手段６に接続されてい
る。８は放電灯５の目標光出力量を設定する目標値設定
手段、９は放電灯５の点灯開始ならびに消灯を制御手段
６に指示するスイッチである。

【００１６】図２は図１の実施例の動作を示すフローチ
ャートである。以下、図２に基づき動作の説明を行な
う。制御手段６に接続されたスイッチ９が閉じ、放電灯
５の点灯を指令（ステップ２０１）すると、制御手段６
は直列共振回路４の回路定数ＬＣにより決定される共振
周波数ｆoに相当する周波数出力Ｓ1をインバータ回路３
に印加する（ステップ２０２）。

【００１７】インバータ回路３は直流電源１から供給さ
れる電力をｆoＨｚの高周波電力に変換して直列共振回
路４に供給する。直列共振回路４のコンデンサＣの両端
には共振現象により高電圧が発生する。この高電圧が放
電灯５に印加されると、放電灯５は絶縁破壊を起こして
放電を開始し、同時に発光現象を引き起こす。この発光
は光検出器７により検出される。

【００１８】図３に示すように予め定められたしきい値
以上の光出力が検出される（ステップ２０３）と、制御
手段６は放電灯５の放電開始を認識して、点灯用電力を
放電灯５に加えるためにｆoにくらべ低い、例えば放電
灯５の最大電流とインバータ出力電圧と直列共振回路の
インダクタンスＬから決定されるｆsなる周波数出力Ｓ1
をインバータ３に印加する（ステップ２０４）。このよ
うにして放電灯５の始動がなされる。

【００１９】図４は放電灯点灯時の光出力の変化を示す
特性図であり、この図４および図２のフローチャートに
より、放電開始した放電灯５から出力される光量をすば
やく規定の光量に制御する方法を説明する。まず制御手
段６は、光検出器７により放電灯５の光出力値Ｘ1を読
み込み（ステップ２０５）、これを目標値設定手段８に
よりあらかじめ設定された目標値Ｘtと比較演算し（ス
テップ２０６）、インバータ３へ出力する周波数を決定
（ステップ２０７）し、その周波数で出力（ステップ２
０８）する。比較演算の方法は、例えば式（１）に示す
ように、目標値Ｘtと現在の光出力の測定値Ｘnとの差分
及び光出力値の変化量から制御量ｙを決定する。

【００２０】ｙn＝ａ（Ｘt−Ｘn）＋ｂ（Ｘn-1−Ｘn）＋ｙn-1・・・・（１）

【００２１】例えば、時刻２の時にはｙ2＝ａ（Ｘt−Ｘ2）＋ｂ（Ｘ1−Ｘ2）＋ｙ1・・・・（２）であり、Ｘt＞Ｘ2、Ｘ1＜Ｘ2 であるから式（２）の右辺第１項は正の値となり、第２
項は負の値となる。図４にみるように時刻１から時刻２
の間において光出力量は急激に変化し、その変化幅（Ｘ
1−Ｘ2）は時刻２における測定値Ｘ2と目標値Ｘtとの差
（Ｘt−Ｘ2）よりも小さくなっている。このようなとき
単純にＸtとＸ2の差分だけ制御量を増加すると次の時点
で目標値を大きくオーバする可能性が高い。よってこの
ようなときには逆に制御出力を下げオーバシュートを防
ぐことが必要である。

【００２２】このための操作が第１項と第２項の大小関
係によりなされ、言い換えれば第１項は単純に目標値に
制御量を近付ける役割を持ち、第２項は過制御にならな
いようブレーキをかける役割を担う。これら一連の操作
を規定時間ｔs毎に行なうことにより、放電灯５の光出
力は一定に制御される。

【００２３】ホットリスタートのように放電灯５内部の
ガス圧力が高い場合には、発光効率が高くなっているた
め、点灯初期から高光出力が得られ、また放電灯の効率
は放電灯内部の温度などに依存するため一定の電力を加
えたときの光量を推定することは困難であるので、常に
一定光量に制御することは困難であったが、この発明に
よれば光出力を直接検出することにより、放電灯の状態
によらず、速やかに一定光量に制御することが容易であ
る。以上の動作は再びスイッチ９が押され消灯が指示
（ステップ２０９）されるまで繰り返し行なわれ、消灯
が指示されるとインバータへの周波数出力Ｓ１を停止
（ステップ２１０）し、消灯する（ステップ２１１）。

【００２４】実施例２．次に、この発明の第２の実施例
を図について説明する。図５は光の波長に対する人間の
感度、比視感度の特性を示す特性図である。この実施例
では図１に示した放電灯点灯装置の光検出器７の分光感
度特性を、図５に示す感度特性に近いもので構成する。
この場合の作用を以下に示す。

【００２５】図６は放電開始した放電灯５から出力され
る光の発光スペクトル分布を示すものであり、図６
［Ａ］はコールドスタート時、図６［Ｂ］はホットリス
タート時の発光スペクトルをそれぞれ示す。なお、この
放電灯には複数の封入物質が封入されている。この図６
［Ａ］［Ｂ］に示すように始動時の内部状態により、発
光物質が異なるため、始動初期に異なるスペクトルの発
光が起きる。このスペクトル分布により発光色は青みが
かったり、赤っぽい感じとなる。

【００２６】光検出器７の分光感度特性を比視感度にし
た場合には、この点灯装置は放電灯の光出力を人間の目
に感じるスペクトル範囲の規定の光量に制御する。ま
ず、光検出器７が放電灯５の発する光のうち、人間の目
に感じるスペクトル範囲の光を検出し、制御手段６はこ
れを光出力値Ｘ1として読み込む。次に目標値のＸtと比
較演算し、インバータ３へ出力する周波数を決定する。

【００２７】この発明では、光検出器７の感度は比視感
度であるため、人間の目でみた感覚に近い光が制御手段
６に入力される。よって、比較演算し、制御量を決定す
ることにより光のたち上げなどの特性は人間の感覚に近
い特性が得られる。この立ち上がり特性はホットリスタ
ート時に於いても同様に人間の目でみた感覚に近い特性
が得られる。

【００２８】なお、上記実施例では放電灯への電力を可
変する手段としてインバータ回路３の駆動周波数を変化
させたが、インバータ回路３の１次側電源電圧を変化す
るなど他の手段を用いても同様の効果を得ることができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、放電灯
の直接の出力量である光が光検出手段により検出され、
これにより制御手段が放電灯への電力を制御するので、
放電灯個々の特性等のばらつきによらず、光出力の確実
な制御ができるという効果がある。

【００３０】また比視感度に近似した分光感度特性を有
する光検出手段により検出された値に基づいて放電灯へ
の電力が制御され、人間の感覚に対応した光量の制御が
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による放電灯点灯装置の構成
を示す構成図である。

【図２】この発明の放電灯点灯装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図３】この発明の実施例による放電灯点灯装置の放電
検出タイミングを示す説明図である。

【図４】この発明の実施例における放電灯の点灯時の光
出力の変化を示す特性図である。

【図５】比視感度特性を示す特性図である。

【図６】この発明の実施例における放電灯の発光スペク
トル分布特性図である。

【図７】従来の放電灯点灯装置の構成を示す構成図であ
る。

【図８】従来の放電灯点灯装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１直流電源２電力変換器３インバータ回路４直列共振回路５放電灯６制御手段７光検出器８目標値設定手段９スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者私市広康鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社生活システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯と、この放電灯に電力を供給する
電力供給手段と、上記放電灯の発光量を検出する光検出
手段と、この光検出手段の検出量に基づいて上記電力供
給手段の供給電力を制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】上記光検出手段が比視感度に近似した分
光感度特性を有するもので構成されていることを特徴と
する放電灯点灯装置。